[发明专利]一次轧制制备取向高硅钢板的方法

说明书

技术领域

本发明属于冶金技术领域，特别涉及一次轧制制备取向高硅钢板的方法。

背景技术

取向硅钢主要用于变压器、镇流器等电力电子器件的铁芯，其特点是沿钢板轧向的磁感高。按照硅含量取向硅钢可分为普通取向硅钢(硅的重量百分含量＜3.5％)和取向高硅钢(硅的重量百分含量介于3.5％Si～7.0％％之间)。随着硅含量增大，取向硅钢磁导率增加、电导率和磁致伸缩系数下降，所以取向高硅钢具有显著的低铁损和低噪音优势。

在制造取向高硅钢时，由于涉及抑制剂的控制问题，需要严格限制热轧之前的板坯加热温度，例如日本专利JP4224625中提到，板坯加热温度T(℃)和加热时间t(h)满足以下条件：T≤1300-10t。但板坯高温加热对取向高硅钢的生产造成较大的负面影响，制造成本较高，主要原因有：①高温加热板坯氧化严重，比普通碳钢的烧损量提高4倍以上，成材率低；②高硅钢晶粒粗大且熔点低，板坯高温加热将加剧晶粒粗化，并导致晶界氧化甚至熔化，热轧时边裂严重，成型性差；③高温形成的氧化铁皮很难清除干净，降低产品表面质量；④高温下板坯中的铝、硅和碳与空气中的氧气发生化学反应，其含量降低，产品磁性能不稳定；⑤设备维护费用高、寿命短。

在日本专利JP4080321和JP4362134中提出了可以降低板坯加热温度的取向高硅钢板的制造技术，主要包括冶炼、热轧、冷轧和退火工序，其特征在于：在初次再结晶退火后、二次再结晶退火前，进行渗氮退火处理；并且通过控制初次再结晶退火工艺在钢板表面形成有利于渗氮的氧化层，促使抑制剂可以稳定均匀的扩散到钢板内部。由于采用了AlN为主要抑制剂，其板坯加热温度可以降低到1150～1250℃范围内。但是此制造方法的缺点是需要在脱碳退火工序后增加渗氮退火工序，用来形成细小弥散的AlN抑制剂，使取向高硅钢的生产工序更加复杂，成本进一步提高。

取向高硅钢在760℃以下存在B2和DO₃有序结构，温冷变形能力差，容易产生边裂。专利CN 201310734401公开了一种采用二次或者多次冷轧法制造取向高硅钢的方法。两次或多次轧制法有利于减小加工硬化，降低轧机负荷。但没有中间退火的一次轧制法，通过连续的温冷轧可有效降低有序度并形成有利于塑韧性的纤维状组织，有利于提高加工塑性，而且一次轧制法简化了生产流程，可减少设备投资并缩短生产周期。

综上所述，针对磁性能优异、生产工艺复杂、生产成本高的取向高硅钢，开发板坯低温加热技术和不含有中间退火的一次轧制法是目前需要解决的问题。

发明内容

针对现有取向高硅钢在制备技术上存在的上述问题，本发明提供一种一次轧制制备取向高硅钢板的方法，板坯不需要在1250℃以上进行高温加热，不使用含有中间退火的二次或者多次轧制，通过严格控制化学成分、轧制和退火工艺参数，即可实现完善的二次再结晶，从而获得取向高硅钢薄板。

本发明的一次轧制制备取向高硅钢板的方法，具体包括以下步骤：

步骤1：按设定成分冶炼，并在1400～1600℃浇铸成板坯，设定成分按重量百分比为，C：0.05～0.30％，Si：4.0～7.0％，Mn：0.01～1.0％，Als：≤0.20％，Sn：≤0.50％，Sb：≤0.50％，Cu：≤0.50％，Mo：≤0.10％，Ni：≤0.50％，N：≤0.01％，S：≤0.02％，P：≤0.10％，余量为Fe；

步骤2，分两种情况处理：

(1)当板坯的余温小于1000℃时，将板坯在1000～1250℃保温5～600min均热处理；

(2)当板坯的余温为1000～1300℃时，可以进行或不进行均热处理；进行均热处理时将板坯在1000～1250℃保温5～600min。

步骤3：进行热轧，开轧温度950～1180℃，终轧温度750～1000℃，热轧压下率50～99％，获得热轧钢板；

步骤4：采用一次轧制法，轧制温度为0～400℃，总压下率为50～92％，获得薄钢板；

步骤5：将薄钢板脱碳退火和成品退火；脱碳退火温度为750～900℃，时间为0.5～60min，之后冷却到室温；成品退火在非氧化气氛保护下进行，先将薄钢板以35～1000℃/h的速度升温到600～900℃，然后以5～70℃/h的速度加热至1000～1200℃，最后在1000～1200℃保温0～10h，获得取向高硅钢板。

其中，对步骤3获得的热轧钢板可以进行常化处理后再进行步骤4，进行常化处理时，将热轧钢板在800～1200℃进行常化退火，退火时间为0.5～200min。